混凝土配合比设计的步骤

1混凝土配合比设计的步骤(1)初步配合比的计算按照已选择的原材料性能及混凝土的技术要求进行初步计算，得出“初步配合比”；(2)基准配合比的确定经过试验室试拌调整，得出“基准配合比”；(3)实验室配合比的确定经过强度检验(如有抗渗、抗冻等其他性能要求，应当进行相应的检验)，定出满足设计和施工要求并比较经济的“试验室配合比”(也叫设计配合比)；(4)施工配合比根据现场砂、石的实际含水率，对试验室配合比进行调整，求出“施工配合比”。㈠初步配合比的计算1)确定配制强度2)初步确定水灰比值（W/C）3)选择每1m3混凝土的用水量(W0)4)计算混凝土的单位水泥用量(C0)5)选取合理砂率Sp6)计算1m3混凝土中砂、石骨料的用量7)书写初步配合比(1)确定配制强度(fcu,o)配制强度按下式计算：645.1..kcuvcuff(2)初步确定水灰比(W/C)采用碎石时：,0.46(0.07)cuvceCffW采用卵石时：,0.48(0.33)cuvceCffW(3)选择单位用水量(mW0)a.水灰比在0.40～0.80范围时，根据粗骨料的品种、粒径及施工要求的混凝土拌合物稠度，其用水量可按表4-20（P104）选取。b.水灰比小于0.40的混凝土以及采用特殊成型工艺的混凝土用水量，应通过试验确定。a.以表4-22中坍落度90mm的用水量为基础，按坍落度每增大20mm用水量增加5kg，b.掺外加剂时的混凝土的用水量可按下式计算：(1)wwomm2β为减水率(4)计算单位水泥用量(mC0)根据已选定的单位用水量(mW0)及初步确定的水灰比(W/C)，可计算出单位水泥用量(mC0)：/wocommWC(5)选取合理砂率值(βS)一般应通过试验找出合理砂率，也可按骨料种类、规格及混凝土水灰比，参考表4-21（P106）选取。(6)计算砂、石用量(mS0、mG0)①质量法即假定混凝土拌合物在振捣密实状态下每立方米的质量mCP′为一固定值，再根据已知砂率，列出关系式(4—9-1)及式(4—9-2)：cpw0g0s0c0mmmmm＝％＝100g0s0s0smmm②体积法即将混凝土拌合物的体积，看成是各组成材料绝对体积，加上拌合物中所含空气的体积。据此可列关系式(4—10-1)：101.0ww0gg0ss0cc0＝mmmm再根据已选取的砂率值列出关系式(4—10-2)：％＝100g0s0s0smmm㈡确定基准配合比的计算调整的目的：一是使混凝土拌合物的和易性满足施工需要；二是使水灰比符合混凝土强度及按初步配合比称取表4-24规定的体积时各组成材料的用量，搅拌均匀后测定其坍落度，同时观察其粘聚性和保水性。当试样调整工作完成后，应测出混凝土拌合物的实际表观密度mCP(kg/m3)，并按下式重新计算每立方米混凝土的各项材料用量：cpgswcccmmmmm拌拌拌拌拌mmcpgswcwmmmmm拌拌拌拌拌mmwcpgswcsmmmmm拌拌拌拌拌mmscpgswcgmmmmm拌拌拌拌拌mmg3表4-24混凝土试配时最小拌和量1531.5以下2540拌合物体积(L)骨料最大粒径(mm)㈢确定实验室配合比的计算方法是采用调整后的配合比制成3组不同水灰比的混凝土试块：一组采用基准配合比，另外两组配合比的水灰比，宜较基准配合比的水灰比分别增加和减少0.05，用水量应与基准配合比相同，砂率可分别增加和减少1%。分别将3组试件标准养护28d，根据测得的强度值与相对应的灰水比(C/W)关系，用作图法或计算法求出与混凝土配制强度fcu,o相对应的灰水比，并应按下列原则确定每立方米混凝土的材料用量：①用水量(mW)在基准配合比用水量的基础上，根据制作强度试件时测得的坍落度或维勃稠度②水泥用量(mC)以用水量乘选定的灰水比计算确定；③粗、细骨料用量(mG、mS)应在基准配合比的粗、细骨料用量的基础上，按选定的灰水比调整后确定。由强度复核之后的配合比，还应根据混凝土拌合物表观密度实测值(ρc,t)和混凝土拌合物表观密度计算值(ρc,c)进行校正。校正系数为：,,,mctctccmcsGW++m+m%2%100cc,,ctc,cc㈣确定施工配合比的计算假定工地上测出砂的含水率为a%、石子含水率为b%，则将上述试验室配合比换算为施工配合比，其材料称量为：水泥：()CCmmkg砂子：(1%)()ssmmakg石子：(1%)()GGmmbkg水：4%%()wwsGmmmambkg【例题】某工程制作室内用的钢筋混凝土大梁（不受风雪影响），混凝土设计强度等级为C25，施工要求坍落度为30~50mm采用材料：普通水泥，32.5级，实测强度为35.0MPa，密度为3100kg/m3；中砂，表观密度为2650kg/m3，堆积密度为1500kg/m3；碎石，最大粒径20mm，表观密度为2.70g/cm3，堆积密度为1550kg/m3；自来水。试设计混凝土的配合比(按干燥材料计算)。若施工现场中砂含水率为3%，卵石含水率为1%，求施工配合比。解：(1)确定配制强度。该施工单位无历史统计资料，查表4-30（P135），混凝土强度等级为C25时，取σ=5.0MPafcu,o=fcu,k+1.645σ=25+8.2=33.2(MPa)(2)确定水灰比(W/C)①利用强度经验公式计算水灰比：47.0469.03507.046.02.333546.0,cebaocuceafffCW②复核耐久性查表4-24（P127）规定最大水灰比为0.65，因此W/C=0.47满足耐久性要求。(3)确定用水量(mW0)此题要求施工坍落度为30~50mm，碎石最大粒径为20mm，查表4-20（P104）得每立方米混凝土用水量：mW0=195kg(4)计算水泥用量(mC0mC0=mW0×/(C/W)=195/0.47≈414.9(kg)查表4-24（P127)规定最小水泥用量为260kg(5)确定砂率根据上面求得的W/C=0.47，碎石最大粒径20mm，查表4-21（P106），选砂率βS=30%。(6)计算砂、石用量mS0、mG0①按质量法：强度等级C20的混凝土，取混凝土拌合物计算表观密度=2400kg/m3，mCP=2400kgcoGoSoWoCPmmmmmSoSSoGommm5即：24001959.414sogomm%100%30gososommm解得：mSO=537.2kgmGO=1253.3kg②按体积法列方程组（不使用外加剂α=1）101.0ww0gg0ss0cc0＝mmmmSoSSoGommm即：101.010001952650270031009.414sogomm%100%30gososommm解得：mSO=532.3kgmGO=1242.0kg(7)mC0：mS0：mG0：mwo=414.9：537.2：1253.3：195=1：1.29：3.02：0.47即：W/C=0.47②mC0：mS0：mG0：mwo=414.9：532.3：1242.0：195=1：1.28：2.99：0.47即：W/C=0.47两种方法计算结果相近。(8)配合比试配、调整按初步配合比称取15L水泥414.9×15/1000=6.22kg水195×15/1000=2.93kg砂子537.2×15/1000=8.06kg石子1253.3×15/1000=18.80kg①和易性调整将称好的材料均匀拌和后，进行坍落度试验。假设测得坍落度为20mm，小于施工要求的30~50mm，应保持原水灰比不变，增加5%水泥浆。再经拌和后，坍落度为40mm，粘聚性、保水性均良好，已满足施工要求。水泥6.22+6.22×5%=6.53kg水2.93（1+5%）=3.07kg砂8.06kg6石18.80kgM拌=6.53+3.07+8.06+18.80=36.46kg并测得每立方米拌合物质量为mCP=2420kg/m3调整后各材料用量（配合比）：kgmco62.43424204.3653.6'kgmo0.53524204.3606.8'skgmgo82.124724204.3680.18'kgmwo7.20324204.3607.3'②强度调整方法如前所述，采用：W/C=0.42、W/C=0.47和W/C=0.52三个水灰比（W/C=0.42、W/C=0.52的两个配合比，坍落度均满足要求），测得表观密度分别为：2415kg/m3、2420kg/m3、2425kg/m3。强度实测结果如下：32.61.920.5235.62.130.4738.62.380.42强度实测值MPaC/WW/C绘出fcuo与C/W的关系图从图上找出恰好满足要求的fcuo=33.2MPa对应的灰水比C/W=2，即W/C=0.5。修正每1m3混凝土各材料的用量：水203.7kg，水泥kgmco4.40727.203'砂535.0kg（没变化），石子1247.8kg（没变化）。该配合比为最佳配合比。7按照所确定的最佳配合比重新试配，并检验新拌混凝土的表观密度为2412kg/m3。计算该混凝土的表观密度：3,/7.23938.12470.5354.4077.203mkgcc则其配合比校正系数为008.17.23932412cc,tc,%2%8.07.23937.23932412%100cc,,ctc,cc无需调整！则前面计算的配合比即为确定的设计（实验室）配合比，mCmS：mG：mw=407.4∶535.0∶1247.8：203.7=1∶1.31∶3.06：0.5试验室配合比见下表：0.53.061.311质量配合比207.31247.8535470.41m3混凝土拌合物各材料用量(kg)水碎石砂水泥材料名称(10)施工配合比1m3拌合物的实际材料用量(kg)mC′=mC=407.4kgmS′=mS(1+a%)=535×(1+3%)=551.0kgmG′=mG(1+b%)=1247.8×(1+1%)=1260.2kmW′=mW-mS·a%-mG·b%=207.3-553×3%-1247.8×1%=175.2kg习题一：1、施工中制作一组标准混凝土立方体试件，经标准养护28d，上机进行力学性能试验，测得抗压破坏荷载分别为765kN、770kN、820kN，试判断该混凝土的强度等级。2、某混凝土试配调整后，各材料的用量分别为水泥3.1kg,砂6.5kg，卵石12.5kg，水1.8kg，测得拌合物的表现密度为2400kg/m3。（1）计算1m3混凝土中各种材料的用量？（2）用2袋水泥（50Kg×2）拌制混凝土时，其他材料的用量分别为多少。83.混凝土计算配合比为1∶2.13∶4.31，水灰比为0.58，在试拌调整时，增加了10％的水泥浆用量。试求（1）该混凝土的基准配合比；（2）若已知以基准配合比配制的混凝土，每m3需用水泥320kg，求1m3混凝土中其他材料的用量。习题二某工程制作室内用的钢筋混凝土梁（不受风雪影响），混凝土设计强度等级为C30，施工要求坍落度为50~70mm，采用机械振捣。该施工单位强度。采用材料：普通水泥，42.5级，实测强度为48.0MPa，密度为3150kg/m3；中砂，表观密度为2600kg/m3，堆积密度为1500kg/m3；碎石，最大粒径40mm，表观密度为2.65g/cm3，堆积密度为1550kg/m3；自来水。试设计混凝土的配合比(按干燥材料计算)。若施工现场中砂含水率为2%，卵石含水率为1%，求施工配合比。